生活处处“有数学”!带你发现生活中的数学奥妙

  0.618被达·芬奇称为“黄金数”,而“黄金分割”则被天文学家开普勒赞为几何学中的“两大瑰宝之一”(另一件瑰宝“勾股定理”)。

  顾名思义,黄金数被赋予黄金一样的熠熠光彩和不菲价值,受到了人们广泛的欢迎。

  事实上,黄金比值一直统治着古代中东地区和中世纪时期的西方建筑艺术,无论是古埃及的金字塔,还是古雅典的巴特农神庙;无论是印度的泰姬陵,还是巴黎的埃菲尔铁塔,这些世人瞩目的建筑都是运用黄金分割比例原理创作的伟大艺术品。

  —些珍贵的名画佳作、艺术珍品也处处体现了黄金分割——它们的主题大都在作品的黄金分割点处。(对于绘画、雕塑、建筑等艺术来讲,主题中的0.618有时表现在横向,有时表现在纵向)

  一张纸,一块布,你可以根据它们的形状区分它的正面和反面,可现实生活中是否存在没有正反面的曲面?

  把一条长的矩形纸带扭转180°后,再把两端粘起来,这就成了一个仅有一个侧面的曲面(无正反面),它被人们称为莫比乌斯带,由德国数学、天文学家莫比乌斯在1858年发现。

  莫比乌斯带的出现,使人们对于正、反面概念有了新的认识。从另外的角度看,这种曲面是一条永远走不到尽头的(有限)曲面。

  莫比乌斯带奇妙的性质引起许多艺术家的兴趣,最有代表性的就是荷兰画家埃舍尔(Maurits Cornelis Escher,1898-1972)了。

  埃舍尔《默比乌斯带II》 (1963),作品展示的是一只倒霉的蚂蚁在环上无休止地爬行。

  埃舍尔名为《骑士》的作品深得科学家们的喜爱。李政道在《科学与艺术》一文中就引用它来说明如何用艺术手法来表达科学思想;杨振宁则将它作为自己普及性读物《基本粒子发现简史》(上海科学技术出版社,1963年)的封面,借此阐释物理学中对称、互补与缔合变换等观念。

  我们常常会说“天有不测风云”,其实涉及到一个数学定义——“混沌”,即“对初始值的极端不稳定性”。常见的“蝴蝶效应”就是混沌的一种现象。

  在正常情况下,全局性的天气模式基本上遵循着某些已知的合理进程,通过若干种不同的模拟方式,根据略有差异的初始条件,天气预报工作者就能推测未来的天气变化。

  然而,天气是由一系列复杂因素的组合而成的。初始条件的微小变化会使预报结果差异很大。一旦,天气进入了混沌区域,预报的时间越长,到达混沌点的可能性就越大,于是,天气预报的准确率就越不好把握。

  这是利用了同一个圆内的直径都是相等的数学知识。由于圆形没有方向性,不需要对准和校对位置。当把银河官方官网圆形的井盖放到井口时,圆形井盖不会发生掉落现象,能够较好的保护好行人和车辆的安全。如果井盖是矩形,当对角线长度大于任何一条边时,井盖就有可能掉进井底。

  此外,在同等长和宽情况下,相对于矩形或者是正方形,矩形内切圆的面积是最小的,制作所用的材料也是最少的。

  2024年10月19日,广州青少年科技馆新展《从一到无穷∞:数学的进化》数学展正式开启!

  本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。